[S-VC32] 活動的火山

[SVC32-P12] 草津白根山2018年活発期の火山性低周波地震の特徴：固有周波数の時間変化について

*森 亜津紗¹、寺田 暁彦¹ (1.東京科学大学)

キーワード：火山性地震、LPイベント、火山監視

草津白根山では、地震活動の活発化に伴い火山性低周波地震(LPイベント)が繰り返し観測されてきた。LPイベントは明瞭な減衰振動を示し、その地震波形はイベント固有の振動周波数(f)と減衰定数(Q)によって特徴付けられる。草津白根山のLPイベントについては、1989-1993年の活発期の観測データの解析に基づき、励起源として湯釜火口近傍浅部に準水平クラックが推定されており(e.g. Nakano & Kumagai, GRL, 2005)、深部マグマの脱ガスで生じた水蒸気がクラック内に進入、凝縮する過程で励起される共鳴振動であると解釈されている(Taguchi et al., JGR, 2018)。さらに、推定されたクラックパラメータに基づいて算出したクラック内の水蒸気量(V_vapor)が最低次ピークの周波数 (f₁)に逆相関することが報告されている(Nakano et al., GJI, 2025)。上記の結果からは、草津白根山の熱水活動の監視においてLPイベントのfが有用な指標であることが示唆される。しかしながら上記の相関関係については、近年の観測データを用いた検証は行われていない。さらに現在の草津白根山では傾斜計が複数台運用されており、地震波形データと傾斜計記録の比較が可能である。観測データの充実した近年のLPイベントを調べることで、LPイベントの励起過程に関して新たな知見が得られるかもしれない。そこで本研究では、2018年2月から7月に草津白根山で発生したLPイベントについて、LPイベントを特徴付けるパラメータの時間変化を調べた。
解析には草津白根山に設置されている東京科学大学、または気象庁の定常観測点で観測されたLPイベントの上下動地震波形データを用いた。まず、初動が比較的明瞭なLPイベントについて、初動読み取り値を用いて震源位置を推定した。次に、各点の観測波形の振幅スペクトルからf₁を求め、f₁を中心周波数とした幅1Hzのバンドパスフィルタを各点の観測波形に対して適用し、最大振幅(A₀)を得た。さらにフィルタリング後の波形に対し、減衰振動の開始時刻を先頭として減衰振動の理論式(Maeda et al., JGR, 2013)をフィッティングしてQを推定した。各イベントのf₁、A₀、Qは全観測点間の平均として算出した。ばらつきはあるものの、推定された震源位置は湯釜火口直下に集中し、その分布は高周波地震の震源域と調和的であった。しかしながら、先行研究で推定されたクラックの位置よりも深部に決まるイベントが多くあった。特に深さ方向にばらつきが大きいため、得られた結果の推定精度については今後検証を進める。f₁ >3.4Hzとなった3イベントを除き、f₁は1.6-3.4Hzの間で低下と上昇を繰り返しながら、全体としては上昇していく傾向を示した。さらにf₁が低下するにつれてLPイベントの発生間隔は短くなり、高周波地震の発生数がやや増加するような傾向が見られた。一方、QおよびA₀の値は解析期間全体においてばらつく傾向にあった。特に、高頻度でLPイベントが発生した2018年5月以降f₁はU字あるいはV字型の系統的な変動パターンを示し、ややばらつきはあるもののf₁が低下し続ける期間の長さは約2-3日、f₁が上昇し続ける期間の長さは2週間程度で安定していた。1989-1993年の活発期においても、f1は同様の系統的な変動パターンを示すことが報告されている(e.g. Nakano et al., GJI, 2025)。よって、本研究で解析した期間のLPイベントについても過去の活発期と共通の励起過程が成り立っていたと考えられる。今後はより長期間の傾向を明らかにするととともに、LPイベントと噴気活動や傾斜変動、高周波地震との関係を調べ、草津白根山の浅部熱水系の理解につなげることを目指す。
謝辞：本研究では気象庁の地震計データを使用させていただきました。記して感謝いたします。